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某同学健身时，哑铃被举高0.5m后再回到原位置，如图所示。如此重复10次，哑铃的位移大小为 ( )
正确答案
解析
本题考查位移与路程(运动学基本概念)。核心定义:位移是初位置指向末位置的有向线段，只看初、末位置，与运动轨迹无关；路程是物体实际走过轨迹的总长度。过程分析:哑铃单次举高再下落，回到初始位置，单次位移为0；重复10次后，最终停在最初起点，总初末位置重合，总位移大小为0。A正确。
故选:A
河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷，在感应电荷产生的静电场中，电场线 ( )
正确答案
解析
本题考查静电场电场线的基本性质
静电场电场线三大核心规律:
①静电场电场线永不闭合(变化磁场产生的涡旋电场才是闭合曲线)；
②电场线起始于正电荷/无穷远，终止于负电荷/无穷远；
③任意两条电场线不能相交，相交处电场同时存在两个方向，违背电场唯一性。
静电场电场线不闭合，A错误；
感应正电荷属于场源正电荷，电场线从正电荷向外出发，B正确；
无电荷区域电场线不可能相交，C错误；
正电荷的电场线向外延伸，不会终止在正电荷上，终止对象为负电荷，D错误。
故选:B
一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化，结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致U形管右侧液面上升，忽略水银体积变化，则封闭气体的
正确答案
解析
本题考查理想气体内能、分子动理论、理想气体状态方程pV =nRT.
温度与内能、平均动能:U 形管导热良好，封闭气体温度=外界温度；外界降温，气体 T 减小。
理想气体内能仅由温度决定，T 减小→内能减小，A 错误；
分子热运动平均动能只与热力学温度有关，T 减小→平均动能减小，D 错误。
液面变化与体积:右侧液面上升，水银向左移动，左侧封闭气体空间变大，气体体积 V 增大。气体总分子数 N 不变，分子数密度
故选:C
我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车曹(wei)的马车，并对其性能进行了测试。在
A
B
C
D
正确答案
解析
本题考查机车恒定功率启动(功率、牵引力、牛顿第二定律)
功率公式:恒定功率P = Fv；牛顿第二定律:F - f = ma，f为恒定阻力。
联立得加速度:
运动分析:加速过程v持续变大，加速度a不断减小，v - t图像斜率代表加速度，因此图像上升且斜率越来越小;
当F = f时，a = 0，速度达到最大值，图像趋于水平。
5.如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央，其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为
A
B 
C双缝间的距离减小
D双缝间的距离不变
正确答案
解析
本题考查双缝干涉条纹间距公式
等效双缝原理:金属丝挡住中间光线，左右透光区域等效两条狭缝；金属丝受热膨胀，自身直径变大，左右两条透光缝的间距d增大，A正确、C错误。
故选:A
6.如图所示、在长直螺线管中间区域放置一个匝数为n、面积为S的同轴小线圈。已知、长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小B与螺线管中的电流I成正比，即
A
B
C
D
正确答案
解析
本题考查法拉第电磁感应定律、螺线管磁场
由题中条件，B=αI和I=βt可知，B=αβt
小线圈的磁通量: 
根据法拉第电磁感应定律产生感应电动势:
故选D.
7.为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为m的太空碎片绕地球做半径为r的匀速圆周运动。在Q点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量I作用，变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为M，引力常量为G，则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为
A
B
C
D
正确答案
解析
本题考查了万有引力定律、匀速圆周运动向心力公式、动量定理等
碎片绕地球做半径为r的匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
整理得线速度大小：
圆周运动时沿切线方向的动能：
瞬时冲量I沿背离地心向外、与切线速度垂直，由动量定理
该径向分速度对应的动能：
切线速度与径向速度相互垂直，总动能为两个垂直方向动能直接相加(动能为标量)：
圆周运动初始动能计算错误，误写为
额外多出交叉项
同样错误引入交叉耦合项，不符合标量动能叠加规则，D错误。
故选:B
图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为U的正弦交流电源，原、副线
A副线圈电压为
B原线圈中电流为
C电源电压周期为
D等离子体的等效电阻为
正确答案
解析
本题考查了理想变压器工作原理、正弦式交变电流有效值、交变电流周期规律、欧姆定律
理想变压器电压比公式：
理想变压器电流满足
变压器仅改变交变电流的电压、电流大小，不会改变交变电流的周期与频率，副线圈电压周期为T，则原线圈电源电压周期也为T，不存在匝数比例缩放周期的规律，因此 C 错误。
等离子体两端为完整正弦交流电，正弦交流电有效值与峰值关系：
副线圈回路串联，流过等离子体的电流等于电流表读数I，由欧姆定律：
故选：AD
某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，A、C两点的间距每秒均匀缩短 2mm，当∠CAB = 45℃时，下列说法正确的是
正确答案
解析
本题考查运动的合成与分解(关联速度模型)
核心规律:同一根刚性杆上所有点，沿杆方向分速度大小相等。
两点沿杆分速度相等，但实际合速度大小不同，速度方向不相反；A错误;
设C点水平向左速度大小为
垂直于杆分量:
设顶端B点竖直向上速度为
沿杆分量:
如图所示，则有
删除A、C两点的间距每秒均匀缩短2mm，则
可以求出
几何上两点仅水平分离距离变化，竖直无相对位移，相对速度严格沿水平方向，大小为 2mm/s。D 正确。
故选:BD
10.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为 L，电阻不计，左端接有输出电流大小恒为 I 的恒流源、电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为 L、左侧磁场方向竖直向下，右侧场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的 O 点为坐标原点，沿导轨方向建立 x 标轴，两磁场的磁感应强度大小 B 仅随坐标 x 变化，且满足
为 m 导轨间电阻为 R 的导体棒以初速度
A导体棒做简谐运动
B初速度
C若初速度变为
D若初速度变为
正确答案
解析
简谐运动核心判定条件：回复力满足
在区间
但在区间
该式为一次函数但存在常数偏移项，不满足F = -kx标准简谐回复力形式；题中条件是导体棒第一次到达
合外力冲量等于动量变化：
安培力F(x)=-BIL，冲量是力对位移积分
分:
代入
关键几何积分简化(本题线性 B 下冲量与位移面积关联)
安培力随
又
结合本题特殊约束：线性变力下，位移
计算定积分:
安培力做功:
由动能定理:合外力做功等于动能变化
整理求解初速度:
与选项 B 表达式完全一致，B 正确。
原运动：
若初速度减半 
简谐运动才有周期比例关系，本题仅 
本质：加速度随位移增大而变大，低速下平均加速度更小，减速时间不等于比例缩放，C错误。
初速度
该区间
若运动到x > L会脱离磁场，不受安培力匀速运动，无法以O点为中心往复；即使未脱离磁场，左右磁场方向相反、安培力分段函数不对称，无法稳定以交界线往复，D错误。
故选：AB.
(1)某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起，测力计甲的左侧固定，用手向右缓慢拉测力计乙，拉至某位置时两测力计示数如图1 所示。
①测力计乙的读数是_____N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同、原因可能是_____。(单选)
A.两测力计的量程不同
B.两测力计弹簧的材质不同
C.使用测力计前未正确调零
(2)图2 为探究电容器充、放电实验的电路图，实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很小且零刻度的电流表，
①实验时将开关S 接1 端，可观察到电流表指针_____(填字母，“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”)，同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
②现将S 与1 端断开，但尚未与2 端连接，此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好，线路连接正确，出现此现象的原因可能是_____。
正确答案
(1)① 3.0N ②C (2)①B ②原来电容器充电后，电容器两板间带电，电压表有读数，将S 与1 端断开，但尚未与2 端连接，电压表是非理想电压表，其内电阻很大，与电容器构成闭合电路，电容器放电完毕后，两极板不带电，电容器板件电压为0，所以电压表指针向0 刻度线偏转。
解析
(1)①读数结果为3.0N
②仅当未调零两测力计示数不同，C 正确；
(2)①当电键S接1时，电流表有向右方向的电流，但电路中仅有电容器，当电容器充满电后，电流等于零，所以B 正确；
②因为原来电容器充电后，电容器两板间带电，电压表有读数，将S 与1 端断开，但尚未与2 端连接，电压表是非理想电压表，其内电阻很大，与电容器构成闭合电路，电容器放电完毕后，两极板不带电，电容器板件电压为0，所以电压表指针向0 刻度线偏转。
问题探究
某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。
（1）分析电控气动门工作原理
图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关
（2）探究复位弹簧的受力情况
①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力F与形变量x的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示。请在答题卡上绘制出该弹簧的F-x图像。
②根据绘制的F-x图像，得到该弹簧的劲度系数k=______N/mm(保留两位有效数字)。
同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示：公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。
（3）电控气动技术的应用设计
受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于35℃时自动闭合开关
正确答案
(1)左 R (2)
(3)
解析
（1）根据图1分析原理：包括以下几个过程
①电磁吸合阶段
开关
②气路导通变化
储气罐压缩空气经气孔P、B进入汽缸右侧气室，右侧气压升高，气压差推动活塞向左滑动，顶杆随活塞左移，车门打开。
③左侧气体排放
活塞左移时，汽缸左侧气室容积减小，内部气体受压，经气孔A、R向外排出，因此排气孔为R：此时气孔S被阀芯封堵，无法通气。
④关门过程，开关
⑤气路换向
储气罐压缩空气经P、A进入汽缸左侧气室，左侧气压升高推动活塞向右运动：汽缸右侧气体经B、S排出，活塞右移带动顶杆复位，车门关闭。
（2）遵循胡克定律F=kx，F-x为过原点倾斜直线：
用直尺画一条拟合直线，让绝大多数数据点均匀分布在直线两侧，偏离较远的个别点舍弃，保证整体最优拟合；
直线必须尽量靠近坐标原点，弹性限度内弹簧弹力与形变量成正比。
胡克定律：
取值参考：取直线上两个清晰点，例如：起点近似(0,0)，终点取(12mm,2.7N)
若选取(10mm,2.4N)：
标准答案范围（两位有效数字）：
（3）
下图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形(中间部分未画出).此时平衡位置在
(1)写出该波的波长，以及
(2)若平衡位置位于原点处的质点在0~1s内通过的路程为5 cm，求该波的周期和波速。
正确答案
(1)λ=2m 11m，13m (2)0.8s 2.5m/s
解析
(1)由题中的左图可知波长λ=2m，
(2)根据图像质点振动时振幅A=1cm，位于原点处的质点在0~1s 内通过的路程为5cm，该点振动的时间
如图所示，质量为4 kg的水板上放有一个质量为1kg的机器人，木板始终受到水平向右，大小为5N的恒力作用。初始时木板与机器人一起以1 m/s的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为1 m/s的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，2s后放回木板，同时夹爪缩回，机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。g取10 m/s²，机器人可视为质点，机器人被提起和放下瞬间竖直方向速度均为零。求
(1)机器人被提起的2s内，木板位移的大小。
(2)从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。
正确答案
(1)2.5m(2)0.48J
解析
(1)初始整体匀速，合力为 0:F=μ(M+m)g
解得
机器人提起后，木板受力：拉力 F 向右，地面摩擦力f=μMg向左
合外力：
木板加速度:
机器人悬空时水平不受力，始终保持
匀变速直线运动公式：
(2)由(1)可知 2s 时木板的速度
机器人放回瞬间速度
系统水平动量守恒(地面摩擦力远小于板与机器人间摩擦力)
解得
对机器人用动能定理，摩擦力做功等于动能变化：
摩擦力对机器人所做的功为0.48J。
图1为某质谱仪的工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域(磁场方向垂直纸面向外)，并从CG边中点0平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面线MN上并被吸收、接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可以通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长0.2 m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T.偏转电场的电场强度大小为
(1)已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量E。(普朗克常亮
(2)调整α，得到从粒子离开加速电场到粒子到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的加速电压U以及粒子比荷K。
(3)质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可以在第(2)问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式(所有物理量均用字母表示)。
正确答案
(1)
解析
此题考查光子说，动能定理、洛伦兹力圆周运动、类平抛运动、图像线性函数
(1)光子能量、光速波长频率关系
光子能量:E=hv
光速公式:c=λv
解得
(2)首先画出粒子运动的轨迹示意图，如图所示。
粒子离开加速电场到粒子到达接收器所经历的时间t分为三段：
①磁场内匀速圆周运动时间
②O到PQ无场区匀速直线时间
③粒子在偏转电场中运动时间
设粒子速度v与PQ夹角为α，沿电场方向垂直PQ初速度分量：
粒子在偏转电场中的运动时间
则
从这个式子可以看出，当角α变化时时间t有最小值，当
洛伦兹力提供向心力：
粒子由静止加速：
解得：
①④联立解得：
②③联立可得
(3)已知单位时间接收粒子数n,需要额外测量接收器的饱和电流I(粒子持续撞击金属板形成恒定电流)。每秒到达粒子数n，则单位时间电荷量
已经求得比荷
求得
因此需测量物理量是：接收器的稳定电流I(回路中饱和电流)。
垂直于接收器受到粒子的平均作用力大小F
根据已知条件和第 (2) 问已解出的值有：
粒子加速过程动能定理：
粒子比荷
粒子在偏转电场中运动时间：
粒子撞击接收器前，垂直 MN 板面的分速度：
设极短时间
单个粒子撞击后垂直板面速度减为 0，单个粒子动量变化大小：
对粒子由动量定理，接收器对粒子平均作用力
解得:
由牛顿第三定律,粒子对接收器平均作用力
将
由
比荷关系：q=Km，将其代入根号内：
整理后得到：
解出质量
所以测量出垂直接收器受到粒子的平均作用力大小F也是可以的。